Нажимная клавиша с нелинейной характеристикой путь-сила

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вычислительной технике при проектировании клавиатур для ручного управления . Целью изобретения является упрощение конструкции. При нажатии на клавишу (элемент 6) элемент 7 перемещается . Это перемеще1ше воспринимают чувствительные элементы.Получающаяся характеристика путь - сила зависит от того, вызывает ли действующая на элемент 7 магнитная сила при опоре на нее элемента 6 вращающие моменты в элементе 7. Маггатную цепь создают ферромагнитные элементы , которые связаны как с подвикной, так и с неподвижной частями клавииного устройства. По крайней мере один из ферромагнитных элементов является постоянным магнитом. В качестве чув ствительных элементов используются электрические контакты и обкладки конденсаторов. 8 з.п, ф-лы, илс S 8 .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Ю 4 Н 01 Н 5/02 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 3933304/24-07 (86) РСТ/HU 84/00057 (30.11,84) (22) 29.07.85 (31) 4099/83 (32) 30.11,83 (33) HU (46) 15,03.89, Бюл. Р 10 (71) Самиташтехникай Координациош

Интезет (HU) (72) Миклош Хомок, Петер Пал Кевеш и Эндре Надь (HU) (53) 621.3.065,63 (088.8) (56) Чейкир А. Вижуэл Дисплей Терминэлз. — ДЖОН УАЙЛИ энд санз, Чичестер, Нью-йорк-Брисбен, Торонто, 1980. (54) НАЖИМНАЯ КЛАВИША С НЕЛИНЕЙНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ПУТЬ вЂ” СИЛА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

„,SU „„1466666 А 3 в вычислительной технике при проектировании клавиатур для ручного управления. Целью изобретения является упрощение конструкции. При нажатии на клавишу (элемент 6) элемент 7 перемещается. Это перемещение воспринимают чувствительные элементы.Получающаяся характеристика путь — сила зависит от того, вызывает ли дейс1вующая на элемент 7 магнитная сила при опоре на нее элемента 6 вращающие моменты в элементе 7. Магнитную цепь создают ферромагнитные элементы, которые связаны как с подвижной„ так и с неподвижной частями клавишного устройства, По крайней мере один из ферромагнитных элементов является постоянным магнитом. В качестве чувствительных элементов используются электрические контакты и обкладки конденсаторов. 8 з.п. ф-лы, 1 пл, 1466666

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вычислительной технике при проектировании клавиатур для ручного унрав5 ления, Цель изобретения — упрощение конструкции клавиши.

На чертеже изображена клавиша, продольный разрез. 10

Клавиша содержит неподвижную часть

1 с ферромагнитным элементом 2, в неподвижной части 1 выполнено гнездо

3, ограниченное верхней 4 и нижней 5 упорными поверхностями, подвижную 15 часть, выполненную в виде двух элементов 6 и 7, первый из которых установлен с возможностью ограниченного перемещения внутри гнезда 3 так, что воздействует на второй элемент 7 20 подвижной части, установленный с возможностью качания при его движении относительно места упора в него указанного первого элемента 6 подвижной части, причем движение качания 25 второго элемента 7 подвижной части ограничено верхней 4 и нижней 5 упорными поверхностями неподвижной части 1, второй элемент 7 подвижной части содержит по крайней мере один ЗО участок, выполненный из ферромагнитного материала, который является электропроводным и выполняет функцию подвижной части чувствительного элемента; неподви>кная часть чувствитель- З5 ного элемента расположена на нижней упорной поверхности 5, по крайней мере один из ферромагнитных участков подвижной и неподвижной частей представляет собой постоянный магнит.

Ферромагнитный элемент 2, установленный на неподвижной части 1, может быть выполнен и установлен так, что используется для нескольких клавиш.

Нижняя упорная поверхность 5 неподвижной части 1 может быть выполнена и установлена так, что используется для нескольких клавиш. Первый элемент в подвижной части установлен с упором в точку верхней упорной поверхности второго элемента 7, через которую проходит линия результирующей магнитной силы, воздействующей на второй элемент 7 и образованной магнитными силами, воздействующими на вторбй элемент 7, и силами, создаваемыми при воздействии первого элемента 6 на второй элемент 7 так, что результирующая магнитная сила не создает вращающего момента, а положение элементов 6 и 7 в рабочем поло>кении параллельно исходному.

Первый элемент 6 подвижной части установлен с упором в точку верхней упорной поверхности второго элемента

7 подвижной части, расположенную вне линии действия на второй элемент 7 подвижной части результирующий магнитной силы, воздействующей на второй элемент 7 подвижной части и образованной магнитными силами,воздействующими на второй элемент 7 подви>кной части, и силами, создаваемыми при воздействии первого элемента

6 подвижной части на второй элемент

7 подви>кной части так, что указанная результирующая магнитная сила создает момент вращения и при воздействии первого элемента 6 подвижной части на второй элемент 7 подвижной части второй элемент 7 поворачивается относительно исходного положения,причем возможный проворот ограничен упорными поверхностями неподвижной части. Клавиша может быть снабжена пружинным элементом, упорные поверхности элемента 6 и второго 7 элементов подвижной части в исходном положении расположены на определенном расстоянии друг от друга, а пружинный элемент установлен между ними.

Указанный пружинный элемент может .быть расположен между верхней упорной поверхностью 4 неподвижной части 1 и вторым элементом 7 подвижной части.

В качестве чувствительного элемента может быть использована переменная электрическая емкость, причем нижняя упорная поверхность 5 неподвижной части 1 образует неподвижные обкладки конденсаторов или снабжена неподвижными обкладками конденсаторов, а нижняя упорная поверхность второго элемента 7 подвижной части образует подвижные обкладки конденсаторов.

В качестве чувствительного элемента могут быть использованы электрические контакты, причем нижняя упорная поверхность 5 неподвижной части

1 образует или несет неподвижные контакты, а нижняя упорная поверхность второго элемента 7 подвижной части образует подвижный контакт.

3 146666

Клавиша работает следующим образом, При нажатии на первый элемент 6 подвижной части он воздействует на

5 второи элемент 7 подвижной части,Второй элемент 7 в исходном положении прижат к верхней упорной поверхности 4 подвижной части 1 за счет сил взаимодействия элемента 7 с ферро- 1g магнитным элементом 2 и подцерживает элемент 6 в положении, соответствующем исходному, При нажатии на клавишу элемент 7 остается в исходном состоянии, пока сила нажима меньше 16 магнитной силы в исходном положении.

В начале движения элемента 7 расстояние между ферромагнитными элементами увеличивается и магнитная сила очень быстро уменьшается, что вызывает у оператора чувство "пуска", При нажатии на клавишу дошедший до упора элемент 7 занимает в конечном положении такую позицию, которая определяется нижней упорной поверхностью 5. Если в промежуточном положении происходит наклон элемента 7, то это определяется в зависимости î-: масс как частичный упор на верхнюю

4 или нижнюю 5 упорную поверхность. ЗО

При отпускании клавиши за счет сил магнитного взаимодействия элемента

7 и ферромагнитного элемента 2 элемент 7 и упирающийся в него элемент

6 возвращаются в исходное состояние.

Получающаяся характеристика путь сила зависит от того, вызывает ли действующая на элемент 7 магнитная сила при упоре в нее элемента 6 вращающие моменты в элементе 7. Если 4р элемент 6 установлен с упором в точку верхней упорной поверхности элемента 7, через которую проходит результирующая сила от действующих на элемент 7 магнитных сил, и не вызы- 4, вает вращающего момента в элементе

7, то последний при нажатии на клавишу движется без наклона, параллельно своему исходному положению.

Если элемент 6 установлен с упором в точку верхней упорной поверхности элемента 7, через которую не проходит результирующая сила магнитных сил (например, при асимметрии механической конструкции или магнитного поля, на элемент 7 при нажа- тии клавиши действует вращающий момент вращения, который наклоняет элемент 7. Этот наклон ограничивает6

4 ся верхней упорной поверхностью 4 или ферромагнитным элементом 2 непод вижной части l, Пока какая-нибудь точка элемента 7 не упрется в нижнюю упорную поверхность 5 неподвижной части 1, сила на клавише уравновешивается моментбм, развиваемом магнитными силами на плече, равном длине элемента 7 от упора на верхнюю упорную поверхность 4, причем верхняя точка упора является точкой неподвижной части ) или ферромагнитного элемента 2, которой касается наклоненный элемент 7, После того, как какая-нибудь точка элемента 7 коснулась нижней упорной поверхности 5, происходит наклон элемента 7 в противоположную сторону до тех пор, пока касанием до упора другими точками элемента 7 он не займет определенное положение. В этой фазе сила на клавише скачком повьппается в момент касания нижней упорной поверхности 5, а затем вследствие одновременного уменьшения магнитных сил, быстро уменьшается, Возможны также такие варианты исполнения, при ко" îðûõ наклон, угловое проворачивание элемента 7 в обоих направлениях однозначно различаются, например в экстремальном случае — в пределах неточности изготовления — в одном направлении равны нулю, В этих случаях конечные положения нижнего и верхнего упоров, оп.ределяемые их плоскостями, непараллельны друг другу.

Клавиатуры, в которых применяют клавиши, выдающие электрические выходные сигналы, в общем случае построены так, что отдельные клавиши крепятся на общей несущей плате, в частности на печатной плате с электромонтажом, Эту несущую плату для обеспечения необходимой прочности следует снабдить дополнительными элементами жесткости. Нажимные кланиши могут иметь также такое исполнение, при котором мягкий ферромагнитный элемент 2 неподвижной части 1 выполнен как общий элемент для всей клавиатуры и одновременно служит в качестве несущего элемента и элемента жесткости.

Возможно такое решение, при котором ферромагнитный элемент 2 неподвижной части является постояннйм маг6666

5 146 китом, который выполнен в виде общего элемента для нескольких клавиш.

Кроме того, возможно такое исполнение клавиши, при котором принадлежащая неподвижной части 1 упорная поверхность 5 выполнена в, виде общей части для нескольких клавиш и одновременно несет чувствительные элементы, выполненные, например, в виде печатных плат, неподвижные электрические контакты или обкладки конденсаторов.

Клавиша может быть также выполнена так, что между элементами 6 и 7 располагается пружинный элемент. В этом случае элемент 7 удерживается в исходном положении посредством.магнитных сил и элемент 6 не ударяет непосредственно по элементу 7, а опи-рается на вставленный между ними пружинный элемент.

Если требуемое для сжатия пружинного элемента усилие меньше, чем.усилие, требуемое для разведения притянутых ферромагнитных элементов, то при нажатии на клавишу элемент 6 сначала сжимает пружинный элемент и элемент 7 начинает двигаться лишь после выхода элемента 6 из исходного положения ° Дальнейшая работа аналогична работе клавиши без пружинного элемента, В такой конструкции функциональный ход элемента 6 больше хода элемента 7.

Однако если усилие для сжатия пружинного элемента превышает усилие для разделения ферромагнитных элементов, то конструкция при нажатии на элемент 6 функционирует так же, как конструкции без пружинного элемента, но при упоре элемента 7,сила реакции на элемент 6 демпфируется и далее если верхняя часть в точке, близкой к нижнему конечному положению, сталкивается с неподвижной частью 1, то усилие, воздействующее. на элемент 7, ограничивается.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Нажимная клавиша с нелинейной характеристикой путь — сила, содержащая неподвижную часть, подвижную часть, по крайней мере участок которой выполнен из ферромагнитного материала, установленную.с возможностью перемещения относительно неподвижной . части, и чувствительный элемент, отличающаяся тем, что, 5

55 с целью упрощения конструкции, неподвижная часть снабжена ферромагнитным элементом, в указанной неподвижной части выполнено, гнездо, ограниченное верхней и нижней упорными поверхностями, подвижная часть выполнена в виде двух элементов, первый из которых установлен с возможностью ограниченного перемещения внутри гнезда неподвижной части так, что воздействует на второй элемент подвижной части, установленный с возможностью качания при его движении относительно места упора в него указанного первого элемента подвижной части, причем движение качания второго элемента подвижной части ограничено верхней и нижней упорными поверхностями неподвижной части, при этом второй элемент подвижной части, содержит участок из ферромагнитного материала, который является электропроводным и выполняет функцию подвижной части чувствительного элемента, неподвижная часть чувствительного элемента расположена на нижней упорной поверхности или образована нижней упорной поверхностью, причем по крайней мере один из участков неподвижной и подвижной частей, выполненных из ферромагнитного материала, представляет собой постоянный магнит.

2. Клавиша по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что ферромагнитный элемент, установленный на неподвижной части, выполнен и установлен так, что может быть использован для нескольких клавиш, 3, Клавиша по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что нижняя упорная поверхность неподвижной части выполнена общей для нескольких клавиш и снабжена неподвижными частями чувствительных элементов.

4. Клавиша по пп. 1-3, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что первый элемент подвижной части установлен с упором в точку верхней упорной поверхности второго элемента подвижной части, через которую проходит линия результирующей магнитной силы, воздействующей на второй элемент подвижной части и образованной магнитными силами воздействующими на второй элемент подвижной части, и силами, создаваемыми при воздействии первого элемента подвижной части на второй элемент подвижной части так,что

66666

Составитель М. Трофимова

Техред М. Ходанич Корректор М,Пожо

Редактор A.Îãàð

Заказ 961/59 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

7 14 результирующая магнитная сила не создает момента вращения, а положение элементов подвижной части в рабочем состоянии параллельно исходному.

5. Клавина по пп; 1-3, о т л и .— ч а ю щ а я с я тем, что первый элемент подвижной части установлен с упором в точку верхней упорной поверхности второго элемента подвижной части, расположенную вне линии действия на второй элемент подвижной части результирующей магнитной силы, воздействующей на второй элемент подвижной части и образованной магнитными силами, воздействующими на второй элемент подвижной части, и силами, создаваемыми при воздействии первого элемента подвижной части на второй элемент подвижной части так, что указанная результирующая магнитная сила создает момент вращения и при воздействии первого элемента подвижной части на второй элемент подвижной части указанный второй элемент подвижной части поворачивается относительно исходного положения, причем возможный поворот ограничен упорными поверхностями неподвижной части.

6. Клавина по пп. 1-5, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена пружинным элементом, расположенным в указанном .гнезде неподвижной части между упорными поверхностями первого и второго элементов подвижной части, 7. Клавина по пп. 1-5, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена пружинным элементом, расположенным внутри гнезда неподвижной части

10 между верхней упорной поверхностью неподвижной части и вторым элементом подвижной части.

8. Клавина по пп. 1-7, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в качест1ь ве чувствительного элемента использованы обкладки конденсатора, причем нижняя упорная поверхность неподвижной части образует неподвижную . обкладку конденсатора или снабжена не20 подвижной обкладкой конденсатора, а нижняя упорная поверхность второго элемента подвижной части образует подвижную обкладку конденсатора.

9, Клавина по пп. 1-7, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что в качестве чувствительного элемента использованы электрические контакты, причем нижняя упорная поверхность неподвижной части образует неподвижные кон30 такты или снабжена неподвижными контактами, а нижняя упорная поверхность второго элемента подвижной части образует подвижный контакт.